JPS63182891A - 電気部品の導電端子をプリント回路導体に接続する方法 - Google Patents

電気部品の導電端子をプリント回路導体に接続する方法

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JPS63182891A
JPS63182891A JP63002665A JP266588A JPS63182891A JP S63182891 A JPS63182891 A JP S63182891A JP 63002665 A JP63002665 A JP 63002665A JP 266588 A JP266588 A JP 266588A JP S63182891 A JPS63182891 A JP S63182891A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気部品をプリント回路導体に接続するはん
だ付は方法の分野に指向される。
従来の技術 表面取付装置と集積回路とをプリント配線板導体にはん
だ付けする実施方法を向上させるため、近年、沢山な仕
事がなされている。
米国特許第４，１３９．８８１号、第４，１６４．７７
８号および同第４．２０８．００５号には、各々が一対
の導電端子端を有する表面取付部品が、それらの部品に
はんだ付は加工を施す竹に、接着剤でプリント配線板面
に付けられるようにした加工技法が記述されている。カ
ル−ソー（ＣａｒＵＳＯ）等による［インベステイグー
ション・オＪ・ディスクリート・コンポーネント・チッ
プ・マウンティング・テクノロジー・フォー・ハイブリ
ッド・マイクロエレクトロニック・サーキツツ（Ｉｎｖ
ｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｒ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ
ｍｐｏｎｅｎｔ　ＣｈｉｐＭｏｕｎｔｉｎｇ　　Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　１ｌｙｂｒｉｄ　Ｈｉｃｒｏ
−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ　）　Ｊと
題するＮＡＳＡ刊行物ＴＭＸ−６４９３７には、表面取
付部品の電気端子端をそれぞれのプリント回路導体へ接
続するために低温はんだペーストまたはＩＩ性エポキシ
を用い得ること、が開示されている。
発明が解決しようとする問題点 上記の取付方法の各々において、接着剤やはんだペース
トの移動や広がりにより、板上への部品の布置の際に滑
りが時折り発生することが認められている。この種の滑
りは、加工工程中に生産されるプリント配線板の歩留り
を低下させる不充分な物理的ならびに電気的接続と共に
、プリント回路導体に対する部品の不整合をもたらす。
問題点を解決するための手段 本発明には、はんだ付けに先立ってプリント配線板へ接
着するように部品を付着させる必要性をなくする二重は
んだ付は技法が用いられる。はんだ付けの前に部品を板
に保持するための化学的に反応する接着性樹脂はそれ自
体、歓迎すべき、また費用効果のある改良である。
本発明はまた、部品が、板上に置かれた場合、適切に誘
導され且つ位置決めされて接続の完全性を確保できるよ
うにさせる。
電気部品の導電端子をプリント回路導体に接続するため
の、本発明で用いられる方法は、予定された導体パター
ンを基板の絶縁面上に形成する段階と、最初に予定され
るレベルを上回る比較的高い融解温度を有するはんだの
山を導体パターンの予め選定された領域にたい積させる
段階と、最初に予定されるレベルを下回る比較的低い融
解温度を有するはんだペースト材料の被覆を高温はんだ
の山にたい積させる段階と、低温はんだペースト被覆を
通して電気部品の端子部分を圧縮自在に押し付けること
により端子部分を高温は／υだの山にかみ合わせる段階
と、電気部品の端子部分と高温はんだの山との間に結合
を生じさせるため低ｙ　１．Ｌんだペースト被膜をその
融解温度を上回る温度に加熱する段階とを含む。
高温はんだの山も、電気部品の導電端子が低温はんだペ
ースト被膜を通して定位置に押し込まれる際に複数の山
・がそれらを誘導し且つ位置決めする如く選定されるよ
うに示しである。
低温はんだペーストにより、この種はんだペーストが融
解し再流動して電気部品の導電端子と高温はんだの山と
の間に恒久的な結合を形成する所までそれを加熱する段
階に先立って、電気部品への若干の接着が得られる。
実施例および作用 本発明は、プリント配線板または厚膜導′体への改良し
た端子接続が得られる、表面取付電気部品装置および集
積回路用の、独特の二手はんだ付は方法を包合する。本
発明の主な利点の一つは、はんだ付Ｇ−Ｊ前の表面取付
および集積回路部品の正確な布置と整合とにおける改良
である。
更に本発明によれば、高すず含ωはんだを用いてはんだ
付けする場合、基板面上の銀合金導体の溶解を可成り抑
制するという利点も提供される。
第１図は、予定された在来の方法で導体部品１２のパタ
ーンが上に接合された非導電性の絶縁面を有する基板１
０を示す。一般に導体１２は、導体ペーストの形で基板
１０上にたい積されたパラジウム／銀合金から成ってい
る。次いでペーストが硬化または焼結されて、基板に対
する接合部を形成する。第１図においては、導体部品１
２が、グループＡ、８１Ｃ，Ｄに配設されているように
示しである。第１図に示すパターンは、集積回路から延
びる対応電気端子の相互接続を維持するそれを代表して
いる。
第２図においては、工程の更に後の段階中にはんだを受
容する導体１２の予め選定された領域１６．１８を画定
するための絶縁材料即ち「はんだ止め」１４の各導体へ
のだい、８！ｌ後の、第１図に示すような電気導体パタ
ーンと共に再び基板１０が示しである。はんだ止め領［
１４のたい積の後、導体パターンの予め選定された領域
上に、［高温１はんだが山状にたい積される。第３図は
、各導体１２の領域１６．１８上に形成された山を示す
。
山２０，２２を形成するために使用されるはんだは、そ
の融解温度が２００℃より高いので、「高温」はんだと
称される。好適な実施例の場合、高温はんだは、約１０
％のすずと８８％の鉛と２％の銀、または５％のすすと
９５％の鉛、という組成を有していれば良い。好適な実
施例に使用される高温はんだは、約３２０℃の融解温度
を有する。
冷却すると山２０．２２は、それらの独特の高くて若干
球面状の形を保持する。第３図に示す場合は、隣接領域
に形成されたｉ！ａ温はんだの山２Ｑ、２２に、絶縁材
Ｆ１１４を横切って谷を形成させている。
′ｉ：Ｘ温はんだの山のたい積に続いて、「低温、１は
んだ材料が山２０．２２のＦに被覆される。第４図にお
いては、低温はんだ材料３０が、山２０．２２の上に被
覆され、更に、隣接する山２０１２２間に延びて絶縁材
料１４を覆い且つ山の間の谷を充てんしているように示
しである。
この「低温」はんだは、その融解温度が概して２００℃
未満であるため、そのように名付けられている。図示の
実施例においては乾性または湿性のはんだが使用される
が、それらは約６２％のすすと３６％の鉛と２％の銀、
または６０％のすすと４０％の鉛、という組成を有して
いれば良い。
これらの組成は約１８３℃の融解温度を有する。
隣接する山２０．２２の上および間への低温はんだのた
い積の侵、電気部品を板１０へ直接に取り付けることが
できる。第５図においては、技術上一般に見られる如き
鉛処理された装置１００が、プリント配線板への接続の
ための電気端子として延び且つグループΔ〜Ｄの谷の位
置に対応するパターンに配設されるｒＪＪ形導線４０を
有するように示しである。端子４ｏは、それが低温はん
だペースト３０を通して圧縮自在に押し下げられる際に
高温はんだの山２０，２２にかみ合わされる。
低温はんだペースト３０は工程のこの段階では比較的軟
らかいので、この材料は単に端子４０の、それが材料を
通して押しやられる際の運動によって押し除けられるの
みである。山２ｏ、２２は硬化しているので、それらは
、個々の端子４０が定位置にかみ合わされる際、それを
案内し且つ整合さＵるように作用する。
上述の如く、基板１０上の代表的な電気導体１２は、高
すず含量はんだがそれに対してわずかな接着特性しか有
していないパラジウム／１！合金で形成することができ
る。使方、高すず含量はんだは、はんだを硬化させる前
の、電気部品の端子の一時的接着に対しては理想的であ
る。従って本発明は、高温低すず含量はんだの山２ｏ、
２２の使用により、電気導体１２問に良好な接着が得ら
れように機能する。次いで、電気部品の電気端子と高温
はんだの山２０．２２との間の相互接続のため、高すず
含量を有する低温はんだペースト３゜が用いられる。
低温はんだペースト３０を通しての、電気部品の端子部
分の、高温はんだの山とのかみ合いの後、低温はんだペ
ーストがその融解温度まで加熱され、次いで冷却されて
それらの門に再流動はんだ接合が得られる。
第６図においては、普通、表面取付装置　ｒｓＭＤ」ま
たは無鉛チップ部品「ＬＣＣ」と称される電気部品１０
１が、その導電端子端１０２．１０３で、上述の如き方
法でそれぞれの電気導体１１６．１１８上に形成された
高温はんだの山１２０．１２２に接合されて示しである
。この場合電気導体１１２の領域１１６．１１８は、高
温はんだの山１２０１１２２を受けるように絶縁材料１
１４で画定され、電気部品１０１の長さに対応する距離
ｒＬＪだけ隔てられる。絶縁材料１１４は、高温はんだ
の山１２０．１２２のたい積に先立って領域１１６．１
１８を画定するように、電気導体１１２上にたい積され
る。高温はんだの山１２０１１２２のたい積の後、低温
はんだペーストが１３０．１３２で山の上に被覆される
。部品１０１の端子１０２．１０３は、基板１１０の絶
縁面に向かい圧縮自在に押しやられることによって高温
はんだの山とかみ合わされ、高温はんだの山１２０．１
２２の丸く且つ硬い表面により定位置に案内される。１
３０と１３２とにおける低温はＩυだペーストは、かみ
合わされた部品の一時的接着部を形成し、低温はんだペ
ーストがその融解温度より以上に加熱され、次いで冷却
された時に恒久的な接合が得られる。
第７図においては、無鉛チップ部品２０１が、電気導体
２１２の画定された領域２１６．２１８に形成されたｉ
ａ温はんだのパッド２２０．２２２に低温はんだ２３０
．２３２で接合された′４電端子２０２．２０３と共に
示しである。第７図で使用された取付は技法と第６図に
おけるそれとの問の差異は、高温はんだのパッド２２０
，２２２が無鉛チップ部品２０１の両端間の長さより短
い距離だけ隔てられ、また山が、端子端を取り付は且　
４゜つ低温はんだペーストを介して接合づる可成り平た
んな取付はパッドが得られるように、左程顕著でない、
ということである。
第６図および第７図について説明した方法の各各にお番
ノる本発明の利点は、部品の端部端ｆと高温はんだのパ
ッドとの間の後続電気接続を形成する前に高すず含量は
んだペーストを使用しながら、領域１１６．２１６およ
び１１８．２１８での電気導体１１２．２１２に対する
相互接続のために低ずず含量はんだの右利な接着特性を
利用する際に見いだされる。更に、第６図および第７図
に関して使用される技法により、無鉛チップが山１２０
．１２２間で根土に置かれる場合の整合および案内上の
特徴が保障される。
本発明の新規な概念の範囲を逸脱せずに数多くの修正お
よび変更を実施し得ることは明白となろう。従って、添
付フレイムにより、本発明の真の精神と範囲とに属する
全ての修正および変更を包含しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は導電素子を上に形成した絶縁誘電面を有する基
板を示し、第２図ははんだを受容するために導電素子の
予定された領域が画定された後の第１図のプリント回路
基板を示し、第３図は導電素子の画定された領域に高温
はんだの山をたい積させた後の第２図のプリント回路基
板を示し、第４図は低温はんだを高温はんだの山の」二
に被覆さばた後の第３図に示すプリント回路基板を示し
、第５図は低温はんだペーストを通して押しやられ且つ
高温はんだの山により定位置に案内された復の鉛処理さ
れた電気部品の断面図を示し、第６図は高温はんだの山
の間に正確に位置決めされ目つ低温はんだペースト被覆
によってそこに接合された表面取付電気部品を示し、第
７図は表面取付電気部品に改良したはんだ接続を施す本
発明の二重はんだ付は方法の使途を示ず。 １０１：電気部品 ４０．１０２．１０３：端子 １ｏ、１１０：基板 １６．１８、１１６．１１８．２１６．２１８　：領域 ２０．２２．１２０．１２２：山 ２２０．２２２：パッド ３０．１３０１１３２．２３０．２３２：低温はんだペ
ースト Ｌ：距離

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電気部品の導電端子を基板の絶縁面、上のプリン
    ト回路導体に接続する方法にして、予定された導体パタ
    ーンを前記基板上に形成する段階と、最初に予定される
    レベルを上回る比較的高い融解温度を有するはんだの山
    を前記導体パターンの予め選定された領域にたい積させ
    る段階と、前記の最初に予定されるレベルを下回る比較
    的低い融解温度を有するはんだペースト材料の被覆を前
    記の高温はんだの山と前記導体パターンの部分とにたい
    積させる段階と、前記低温はんだペースト被覆を通して
    前記端子部分を圧縮自在に押し付けることにより電気部
    品の端子部分を高温はんだの山にかみ合わせる段階と、
    前記低温はんだペースト被覆をその融解温度を上回る温
    度に加熱する段階と、前記低温はんだペーストをその融
    解温度を下回る温度に冷却してそれにより前記端子を前
    記の高温はんだの山へ電気的且つ物理的に接合させる段
    階とを含む方法。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
    記の最初に予定される温度レベルが３００℃を上回るよ
    うにした方法。
  3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の方法において、前
    記はんだペーストの前記融解温度が２００℃を下回るよ
    うにした方法。
  4. （４）特許請求の範囲第３項に記載の方法において、前
    記高温はんだ材料が、５〜１０％の範囲のすずと、９０
    〜８８％の対応範囲の鉛と、０〜２％の対応範囲の銀と
    を包含する組成を以て供給されるようにした方法。
  5. （５）特許請求の範囲第４項に記載の方法において、前
    記低温はんだペースト材料が、約６０％のすずと、４０
    ％の鉛と、０〜２％の範囲の銀とを包含する組成を以て
    供給されるようにした方法。
  6. （６）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
    記プリント回路のパターンが一対の近接した領域を備え
    るようにして形成され、前記の近接した領域に前記の高
    温はんだの山がたい積されて前記基板の絶縁面の一部と
    共に前記山を分離させる谷を形成し、前記の低温はんだ
    ペーストに被覆をたい積させる前記段階により前記の近
    接した高温はんだの山の間の前記谷が前記低温はんだペ
    ーストで充てんされるようにした方法。
  7. （７）特許請求の範囲第６項に記載の方法において、前
    記の近接した高温はんだの山が、圧縮自在に押しやられ
    た端子を双方の山に接合させる位置へ案内し且つ心出し
    させるため、前記のかみ合わせる段階に利用されるよう
    にした方法。
  8. （８）特許請求の範囲第７項に記載の方法において、前
    記の最初に予定される温度レベルが３００℃を上回るよ
    うにした方法。
  9. （９）特許請求の範囲第８項に記載の方法において、前
    記はんだペーストの前記融解温度が２００℃を下回るよ
    うにした方法。
  10. （１０）特許請求の範囲第９項に記載の方法において、
    前記高温はんだ材料が、５〜１０％の範囲のすずと、９
    ０〜８８％の対応範囲の鉛と、０〜２％の対応範囲の銀
    とを包含する組成を以て供給されるようにした方法。
  11. （１１）特許請求の範囲第１０項に記載の方法において
    、前記低温はんだペースト材料が、約６０％のすずと、
    ４０％の鉛と、０〜２％の範囲の銀とを包含する組成を
    以て供給されるようにした方法。
  12. （１２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、
    前記プリント回路のパターンが、間を接続されるべく選
    定された部品の端子間の予定された距離に対応する絶縁
    面の予定された部分により分離された一対の近接した領
    域を備えるようにして形成され、前記絶縁面により分離
    された前記の近接した領域に前記の高温はんだの山がた
    い積され、前記の近接した山が、前記低温はんだペース
    トを加熱する前記段階に先立つて前記の選定された部品
    の前記端子を案内し且つ位置決めさせるため、前記のか
    み合わせる段階に利用されるようにした方法。
  13. （１３）特許請求の範囲第１２項に記載の方法において
    、前記の最初に予定される温度レベルが３００℃を上回
    るようにした方法。
  14. （１４）特許請求の範囲第１３項に記載の方法において
    、前記はんだペーストの前記融解温度が２００℃を下回
    るようにした方法。
  15. （１５）特許請求の範囲第１４項に記載の方法において
    、前記高温はんだ材料が、５〜１０％の範囲のすずと、
    ９０〜８８％の対応範囲の鉛と、０〜２％の範囲の銀と
    を包含する組成を以て供給されるようにした方法。
  16. （１６）特許請求の範囲第１５項に記載の方法において
    、前記低温はんだペースト材料が、約６０％のすずと、
    ４０％の鉛と、０〜２％の範囲の銀とを包含する組成を
    以て供給されるようにした方法。
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